Механизмы половой дифференцировки презентация

Биологические уровни формирования пола

Основы образования пола гонад и соматического пола млекопитающих
Генотипическая половая дифференцировка:
Присутствие Y-хромосомы →семенник
Отсутствие Y-хромосомы →яичник
Фенотипическая половая дифференцировка:
Присутствие ФРМК и андрогенов – мужской фенотип
Отсутствие ФРМК и андрогенов – женский фенотип

Временная шкала детерминации пола
Оплодотворение
4н. 5н. 6н. 7н. 9н.
Появление первичных половых клеток
Формирование бипотенцивльных гонад
Формирование половых тяжей
Миграция половых клеток в гонаду
Становление гонадного пола
Дифф. Мюллеровых или Вольфовых протоков
Секреция тестостерона, появление различий наружных половых органов
Формирование оогоний и сперматооний
2м.-7 м.
Роды

Выявление гена DAX1 на X-хромосоме, ответственного за формирование женского пола. Ген был идентифицирован на X-хромосоме (в виде двух копий) при анализе двух близнецов с женским фенотипом, но с генотипом XY

Проникновение (миграция) мезонефротических клеток (любого генотипа: XY или XX) в Sry+ гонадные валики (генотипа XY) in vitro, доказывает важность экспрессии гена Sry в клетках производных гонадных валиков для индукции ими образования связи Вольфова протока (через мезонефротические клетки) с половыми тяжами (будущими семенными канальцами), формирующимися из гонадных валиков

Дифференцировка бипотенциальных гонад и образование половых структур из Вольфова и Мюллерова протоков

Дифференцировка гонад человека (начало)

Дифференцировка гонад человека (продолжение)

Дифференцировка гонад человека (окончание)

Роль антимюллерова гормона в дегенерации мюллерова протока (плод крысы). Слева - открыты оба протока, справа -через 3 суток после действия AMH, открыт только вольфов проток

Тестостерон и 5 α-дигидротестостерон - андрогены. Тестостерон синтезируется в клетках Лейдига и отвечает за образование эпидидимиса, семенных пузырьков, vas diferens и, в меньшей степени, за образование мошонки и пениса. Дигидротестостерон образуется из тестостерона (фермент- 5 α −кетостероидредуктаза), синтезируется позднее в мочеполовом синусе и в семенных пузырьках, более активен в индукции образования уретры, простаты, мошонки и пениса.
Небольшая община в Доминиканской республике имеет членов, несущих мутацию по ферменту кетостероидредуктазе, и, следовательно, не содержащих дигидротестостерона. Эти люди с генотипом XY до полового созревания имеют неразвитые внешние женские признаки, но при половом созревании большие количества тестостерона все же стимулируют образование мошонки и пениса и эти люди идентифицируются как юноши.
В клетках Лейдига, кроме тестостерона, синтезируется (и секретируется из клеток) инсулин-подобный гормон 3 - (Insl-3). Он вносит вклад в формирование мошонки

Районы мужской половой системы, формирующиеся под контролем тестостерона и дидротестостерона.

Динамика продукции половых гормонов в развитии человека
Мужчины (тестостерон)
Женщины (эстрадиол)
↓мелатонин

Динамика продукции антимюллерового гормона в развитии человека
↓мелатонин
↑лептин

Генетические механизмы половой дифференцировки

Генетические механизмы половой дифференцировки
Хромосомный пол
Гонадный пол
Базисная (нейтральная) программа пола
База для реализации гормональной программы пола (синтез полспецифических стероидов гонад; экспрессия рецепторов половых стероидов)

Мезодерма первичной почки
Половые тяжи
Бипотенциальная гонада
Яичник
Семенник
WT-1, SF-1
WT-1, SF-1
DAX1, SOX-9
DAX-1
SRY
SOX-9
Ген Y-хромосомы
Wnt4
Ген Х-хромосомы
Гены аутосом
Образование пола гонад

Женский нейтральный пол и
экспрессия половых хромосом в онтогенезе млекопитающих

Гормональные механизмы половой дифференцировки

Бисексуальная прегонада
Герминативные клетки
Дифференцировка и рост потенциально женских производных Мюллеровых каналов
Дифференцировка по женскому типу внешних репродуктивных органов
Механизм половой дифференцировки по женскому типу
Оогонии
ХХ
Клетки гранулезы
Эстрогены

Регрессия мюллеровых каналов и случайных оогониев
Бисексуальная прегонада
Герминативные клетки
Активация гена SRY Y-хромосомы
Клетки Сертоли
Сперматогонии
Клетки Лейдига
Дифференцировка и рост потенциально мужских производных Вольфовых каналов
ФРМК
Тестостерон
5альфа-ДГТ
Дифференцировка по мужскому типу внешних репродуктивных органов
Механизм половой дифференцировки по мужскому типу
XY

Функции ФРМК (AMH)
Участие в дифференцировке клеток Лейдига
Направление дифференцировки половых клеток в сперматогонии
Регрессия мюллеровых каналов
Опущение яичек в мошонку

Этапы половой дифференцировки репродуктивных органов человека

Механизмы половой дифференцировки мозга
Циклический центр:
передний гпт
преоптическая область, супрахиазматическое ядро
Тонический центр:
медиобазальный гпт
вентромедиальное и аркуатное ядра
Гипофиз
Гн-РГ
Андрогены семенников
Нейроны ЦЦ: ароматаза
эстрогены катехолэстрогены
КОМТ
метоксиэстрогены:
Снижение метаболизма адреналина и других КХА, перераспределение серотонинергических и КХА нейронов

Гормональный механизм половой дифференцировки
экспрессии цитохромов P-450 в печени крысы

Ползависимость продолжительности жизни

Гормональная регуляция размножения

Особенности периода репродукции у человека
Долгоживущий вид (низкая плодовитость)
Моноовуляторный цикл
Продолжительность светового дня не используется для подавления размножения (отсутствие сезонности)
Редукция природных противозачаточных средств (сезонность, лактация, беременность)
Отсутствие изменений фенотипа и полового поведения в момент овуляции (животные - изменение окраски кожных покровов, изменение фенотипа внешних половых органов, изменение полового поведения, поиски самца, реакция на феромоны, лордозная поза и т.д.)
Возможность дополнительного спаривания после овуляции (животные - закрытие или заращение влагалища и т.д.)
Угнетающее действие лактации на овуляцию, а не на имплантацию как у многих видов животных

Половое созревание человека
Длительный период неполовозрелости (человек=1/4-1/5 жизни, животные=1/8-1/10)
Неравномерность полового созревания: 1 год, 5-6 лет, 12-16 лет)
Роль лептина (↑) и мелатонина (↓)

Динамика продукции дегидроэпиандростерон-сульфата (DHEA-S) корой надпочечников в развитии человека
Рождение
Эмбриогенез
Возраст, годы
Мужчины≈Женщины

Гормональная регуляция размножения у мужских особей

Объекты гормональной регуляции репродуктивной функции у мужских особей
Сперматогенез (количество и активность сперматозоидов, включая поперечную и продольную подвижность, но не скорость сперматогенеза)
Качественный и количественный состав семенной жидкости (добавочные половые железы)
Половое поведение
Другие ткани

Андрогензависимые и андрогеннезависимые зоны оволошения
АндрогенНЕзависимые
Андрогензависимые
Затылочная область
Брови и ресницы
Темя
Лобная часть
Борода
Подмышки -адренархе
Грудь
Лобок –адренархе
Конечности

Функции и гормональная регуляция активности
клеток Лейдига
ФУНКЦИИ:
Системная и местная секреция тестостерона
Поддержание активности клеток Сертоли
ДЕЙСТВИЕ ГОРМОНОВ НА КЛЕТКИ ЛЕЙДИГА:
ЛГ - стимуляция синтеза андрогенов
Пролактин – снижение синтеза андрогенов
Эстрогены – снижение рецепторов ЛГ
ИФР-1 – рост рецепторов ЛГ
Ингибин - снижение продукции андрогенов
Активин – стимуляция продукции андрогенов